JPS6234830B2 - - Google Patents

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JPS6234830B2
JPS6234830B2 JP611783A JP611783A JPS6234830B2 JP S6234830 B2 JPS6234830 B2 JP S6234830B2 JP 611783 A JP611783 A JP 611783A JP 611783 A JP611783 A JP 611783A JP S6234830 B2 JPS6234830 B2 JP S6234830B2
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JP
Japan
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nitrides
aln
nitrogen
carbides
Prior art date
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Expired
Application number
JP611783A
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English (en)
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JPS59129776A (ja
Inventor
Minoru Nakano
Akira Doi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP611783A priority Critical patent/JPS59129776A/ja
Publication of JPS59129776A publication Critical patent/JPS59129776A/ja
Publication of JPS6234830B2 publication Critical patent/JPS6234830B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/308Oxynitrides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40Oxides

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
超硬合金の表面に、より耐摩耗性の優れた
TiC,TiN,Al2O3などの硬質物質を、一種又は
二種以上の単層又は二層以上被覆した被覆超硬合
金は既に実用化されている。その中でもAl2O3
外層とした二重被覆超硬合金工具は、Al2O3のも
つ耐熱性、耐酸化性等の優れた耐摩耗性を示すこ
とが知られている。しかし、Al2O3自体は脆性材
料であり靭性が劣るという欠点があり、コーテイ
ングする母材としては靭性の高い超硬合金を用い
る必要があつた。 一方、切削工具に要求される切削条件は、年々
荷酷になつてきており、切削速度も300m/min
を超える場合も多くなつてきており、より高靭
性、耐摩耗性の高い切削工具用合金が要求されて
きている。 本発明の目的の一つは上述の要求に答えて、よ
り耐摩耗性、靭性の優れたAl2O3とAlNの混合
物、固溶体の一方又は両方を被覆層として有する
被覆硬質部材の製造法を提供することにあり、ま
た他の目的は超硬合金以外でも被覆母材として使
用しうる広範囲の用途に適応し得る安価な被覆硬
質部材の製造法を提供することにある。そしてこ
の被覆硬質部材は切削工具は勿論、耐摩耗性を要
求される各種部材に応用しうるものである。 Al2O3とAlNの混合物あるいは固溶体は、Alの
ハロゲン化物、水素とN2、アンモニアガス等を
用いることによつて形成しうるが、膜の密着性が
不十分であり、多孔質の膜や被覆層中に塩化アン
モニウム等の副生成物が生じ反応を妨害する等の
現象が生じるため、好ましい方法ではない。 本発明は、従来のAl2O3被覆層の脆性を改良す
るものであり、Al2O3とAlN混合層と/又は固溶
体からなる被覆層をAlのハロゲン化物、水素及
び一酸化窒素もしくは二酸化窒素あるいは両者を
400〜1200℃で反応せしめることによつて得るも
のである。 このように被覆層中の窒素もしくは酸素の供給
源として、一酸化窒素、二酸化窒素を用いた結
果、緻密で密着性の良い被覆が得られ、副生成物
も生ぜず、しかも、被覆層中の窒素、酸素の比率
を任意に調整できることを見出したものである。 被覆層を形成する温度としては、400〜1200℃
であれば良いが、好ましくは900〜1000℃であ
る。1200℃を超えると反応性が高くなり制御が難
しく、400℃未満では成長速度が遅すぎる。この
ような被覆層は、化学蒸着法は勿論のこと、プラ
ズマ化学蒸着法、物理蒸着法でも生成可能であ
る。 又、被覆層の厚みは、0.5μm未満では効果が
なく、20μmを超えると靭性低下が大きくなるの
で好ましくない。 上記の被覆層は、従来のAl2O3単体よりも靭性
が高いため、基体としては超硬合金のほかa,
Va,a族元素の炭化物、窒化物、炭窒化物等
の硬質相からなるサーメツト及びAl2O3を主成分
とするセラミツク、あるいはSiC,Si3N4のセラミ
ツク等の靭性の低い基体にも使用できる。 又、上記の硬質相と、Co,Ni,Mo,Wの結合
相からなる基体の場合、結合相は10容量%を超え
る場合、基体の靭性が高いため本発明の特徴であ
る高靭性、耐摩耗性のある被覆層の長所がでない
ので、本発明の目的を逸脱する。 被覆層中の窒素あるいは酸素含有量は、雰囲気
中の一酸化窒素あるいは二酸化窒素、H2の比率
を任意に調整することによつて変化させることが
出来、酸素含有量を高めるため、二酸化窒素を零
とすれば、AlN含有量が増加し、被覆層の靭性を
向上させることができる。 〔実施例 1〕 結合相が0,5,10,15%(容積%以下同じ)
(Co/Ni=2)で、硬質相が60%TiC、8%
TiN、2%Mo2C、残WCの組成からなる形状が
SNG432の硬質合金チツプを基体として、5%
AlCl3、83%H2、10%NO、2%NO2のガス雰囲気
で、1000℃、40torrの減圧下で0.5から30時間保
持して、それぞれ0.2μm、5μm、20μm、30
μmの厚さの被覆層を形成した。このコーテイン
グチツプをX線回折とオージエ分光分析で分析し
た結果、Al2O3とAlNが検出され、一部はAl2O3
るいはAlNに窒素あるいは酸素が固溶していた。 また比較のために、上記基体に40torrの減圧
下、1000℃で、5%AlCl3、5%CO2、残H2
で、3〜12時間保持し、又同圧力温度で5%
AlCl3、5%NH3、20%N2、残H2中で4〜16時間
保持して、厚さ5μm、20μmのAl2O3と、厚さ
20μmのAlNをコーテイングしたチツプと共に下
記の条件にて切削テストを行なつた。その結果を
第1表に示す。 切削条件 被削材 FC25 切削速度 600m/min 送 り 0.5mm/rev 切込み 1.5mm
〔実施例 2〕
95%Al2O3―5%TiCのセラミツクからなり、
形状がSNG342のチツプを基体として、実施例1
と同様のガス組成同圧力で、0.5μm、10μm、
30μmの厚さのコーテイングを同様にして形成し
た。又、反応温度は300℃、800℃、1000℃、1200
℃で行なつた。なお、300℃、800℃はプラズマ化
学蒸着法(P―CVD,13.56KHzの高周波電力
200W、反応圧力2torr、反応時間0.5〜3時間)、
1000〜1200℃は圧力40torrで通常の化学蒸着法
(C―CVD)で行なつた。又比較のために10μ
mAl2O3を同様の圧力、反応温度と蒸着法で作成
し、下記の切削条件で切削テストを行なつた。テ
スト結果を第2表に示す。 切削条件 被削材 SCM435 切削速度 800m/min 送 り 0.2mm/rev 切込み 1.5mm
〔実施例 3〕
95%Si3N4、3%Al2O3、2%Y2O3の組成をも
つセラミツクからなり、形状がSNG432のチツプ
を基体として、実施例1と同様にして5μm、20
μmコーテイングした。又、比較のために5μ
m、20μmのAl2O3をコーテイングして実施例2
の条件で切削テストを行なつた。 テスト結果を第3表に示す。
【表】 第3表に示すように、本発明によれば従来の
Al2O3のみからなる被膜のものより格段に性能の
良いものを提供できる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 a族、a族、a族元素の炭化物、窒化
    物、炭窒化物、酸化物、Al2O3、Siの炭化物、窒
    化物のうちの二種以上(酸化物同士のみからなる
    場合を除く)からなる硬質部材の表面に、Alの
    ハロゲン化物、水素、及び一酸化窒素、二酸化窒
    素の一方又は両方を400〜1200℃で反応せしめ、
    0.5〜20μmの厚さのAl2O3とAlNの混合層と/又
    は固溶体層を形成することを特徴とする被覆硬質
    部材の製造法。 2 a族、a族、a族元素の炭化物、窒化
    物、炭窒化物、Siの炭化物、窒化物のうちの一種
    以上、又はこれらとa族、a族、a族元素
    の酸化物、Al2O3の一種以上に、Fe,Co,Ni,
    Cr,W,Moのうちの一種以上を10容量%以下含
    有する硬質部材の表面に、Alのハロゲン化物、
    水素、及び一酸化窒素、二酸化窒素の一方又は両
    方を400〜1200℃で反応せしめ、0.5〜20μmの厚
    さのAl2O3とAlNの混合層と/又は固溶体層を形
    成することを特徴とする被覆硬質部材の製造法。
JP611783A 1983-01-17 1983-01-17 被覆硬質部材の製造法 Granted JPS59129776A (ja)

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JP611783A JPS59129776A (ja) 1983-01-17 1983-01-17 被覆硬質部材の製造法

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JP611783A JPS59129776A (ja) 1983-01-17 1983-01-17 被覆硬質部材の製造法

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JPS59129776A JPS59129776A (ja) 1984-07-26
JPS6234830B2 true JPS6234830B2 (ja) 1987-07-29

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ID=11629559

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JP611783A Granted JPS59129776A (ja) 1983-01-17 1983-01-17 被覆硬質部材の製造法

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JP (1) JPS59129776A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6418312A (en) * 1986-07-24 1989-01-23 Nat Semiconductor Corp Four-state input/output control circuit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6418312A (en) * 1986-07-24 1989-01-23 Nat Semiconductor Corp Four-state input/output control circuit

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JPS59129776A (ja) 1984-07-26

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